镁铒铌酸锂晶体生长及光谱特性研究

论文摘要

本论文中采用提拉法生长了一系列Mg:Er:LiNbO3晶体,研究了晶体的生长工艺、结构及光学性能。探索出生长同成分铌酸锂晶体合适的工艺参数（温度梯度、晶体生长速度、晶体旋转速度）,保持了平坦的固液界面。掺入Mg对于提高Er:LiNbO3晶体波导激光器和放大器的泵浦光强有着重要意义。晶体的红外透射光谱表明,当镁的掺量达到6mol%时,Mg:Er:LiNbO3晶体吸收峰由低掺镁量的3486cm-1附近移到了3537cm-1附近,说明当Mg2+的掺杂浓度为6mol%时已经达到了阈值浓度。晶体的紫外-可见吸收光谱表明,随掺镁量的增大吸收边发生紫移。提出了Mg在晶体中的占位模型:在掺Mg量低于阈值浓度时,Mg离子取代反位铌NbLi;高于阈值浓度时,Mg离子同时进入正常的Nb位和Li位。用光斑畸变法测定了Mg:Er:LiNbO3晶体的抗损伤变性能,结果表明其抗光损伤性能比Er:LiNbO3晶体的抗光损伤能力提高了2个数量级以上,优于Er:LiNbO3晶体。研究了掺入MgO的Er: LiNbO3晶体在550nm的寿命特性。掺MgO量在阈值浓度下和在阈值浓度上时,550nm寿命特性展现了相反的增强趋势。更重要的是,镁掺量超过阈值浓度时,镁铒铌酸锂晶体寿命相比不掺镁铌酸锂晶体寿命急剧减小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究目的及意义
• 1.2 铌酸锂晶体简介
• 1.3 铌酸锂晶体结构及其缺陷模型
• 1.3.1 铌酸锂晶体结构
• 1.3.2 铌酸锂晶体的本征缺陷
• 1.3.3 铌酸锂的非本征缺陷
• 3 研究意义以及存在问题'>1.4 Er:LiNbO₃研究意义以及存在问题
• 3晶体的生长及试样制备'>第2章 MG:Er:LiNbO₃晶体的生长及试样制备
• 2.1 掺杂元素的选择
• 2.2 晶体生长
• 2.2.1 原料配比
• 2.2.2 原料的预处理
• 2.2.3 晶体生长设备装置
• 2.2.4 晶体生长工艺参数的选择
• 2.2.5 晶体生长过程
• 2.3 晶体的退火和极化处理
• 2.4 晶体加工
• 2.5 本章小结
• 3晶体红外光谱及紫外光谱研究'>第3章 MG:Er:LiNbO₃晶体红外光谱及紫外光谱研究
• 3.1 掺杂离子阈值浓度
• 3.1.1 阈值浓度定义
• 3.1.2 阈值浓度确定
• 3 红外光谱测试'>3.2 MG:Er:LiNbO₃红外光谱测试
• 3.2.1 红外光谱测试结果
• 3.2.2 OH-吸收峰移动机理研究
• 3.3 紫外-可见吸收光谱测试
• 3.3.1 紫外-可见吸收光谱测试
• 3.3.2 掺杂离子对晶体基础吸收边的影响
• 3.4 本章小结
• 3晶体的抗光折变性能的研究'>第4章 MG:Er:LiNbO₃晶体的抗光折变性能的研究
• 4.1 光折变效应
• 4.2 抗光损伤性能实验
• 4.3 实验结果
• 4.4 透射光斑采集
• 4.5 抗光损伤机理研究
• 4.6 本章小结
• 3晶体荧光特性'>第5章 MG:Er:LiNbO₃晶体荧光特性
• 5.1 上转换机理的研究
• 5.2 测试装置
• 5.3 实验结果
• 5.4 实验结果分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢